[发明专利]基于单基线的地表高程校正方法、装置、设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种基于单基线的地表高程校正方法、装置、设备及存储介质，其中方法为：获取研究区域的两个全孔径影像，采用子孔径分解技术获取每个全孔径影像分解为两个子视影像；对全孔径影像和子视影像预处理得到对应的干涉图；对两个子视干涉图均使用DEM数据进行去地形处理，以及去平地和轨道误差相位，得到包括相同对流层延迟误差的两个子视差分干涉图；采用小波分解技术，对两个子视差分干涉图的高频小波系数进行相关性分析，提取对流层延迟误差相位；将得到的对流层延迟误差相位从全孔径干涉图中去除，再根据卫星轨道参数计算得到地表高程数据。本发明仅需使用两景全孔径影像即可提取对流层延迟误差相位，并且得到高精度的地表高程数据。

技术领域

本发明涉及合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术在大范围地形测量中的应用，属于星载合成孔径雷达提取地表高程技术领域，具体是指一种基于单基线的地表高程校正方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

数字高程模型(digital elevation model,DEM)是国家经济建设、社会发展和国家安全必不可少的基础图件，是基础设施规划、设计和施工及资源调查、开发所必须的基础资料。合成孔径雷达(InSAR)技术，具备全天候、全天时、观测周期短、大范围的优势，成为了一种获取全球DEM的强有力工具。然而，在进行InSAR对地观测时，雷达信号会受到多种因素的影响，这也误差严重影响了采用InSAR技术进行地形测量的精度。对于目前常用的重轨星载SAR系统而言，对流层延迟误差是影响其测高精度最主要的误差源之一。因此，为了获取大范围、高精度的InSAR数字高程模型，必须对干涉相位中包含的对流层延迟误差进行有效的估计和去除。

目前，InSAR测量中常用的对流层延迟误差改正方法主要包括以下三类：1)相位-高程的相关性分析分析法；2)外部水汽数据辅助法；3)时序InSAR分析法。其中，第一类方法通常需要依赖于一定的先验信息，即对流层延迟误差相位与地面高度呈现一定的相关性，且该方法只能去除与地形相关的对流层延迟误差相位，当干涉图中与地形不相关的湍流误差占优时，该方法不能得到较好的改正结果；相较于第一类方法，第二类方法要求SAR数据与外部水汽数据之间具有较好的时空一致性，这就限制了该方法的推广使用；与前两类方法不同的是，为了使用第三类方法得到较好的改正结果，需要覆盖同一地区的大量SAR数据量。然而，在实际应用中，由于外部数据的缺乏或SAR数据量较少，上述方法很难取得较好的对流层延迟误差改正效果。

因此，有必要设计一种无需依赖外部水汽辅助数据或过量SAR数据的对流层延迟误差校正方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于单基线的地表高程校正方法、装置、设备及存储介质，通过提取对流层延迟误差相位以对地表相位进行校准，从而得到更高精度的地表高程数据。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于单基线的地表高程校正方法，包括以下步骤：

步骤1，获取研究区域的两个全孔径SAR影像，采用子孔径分解技术将每个全孔径SAR影像分解为两个与方位向入射角对应的子视影像；

步骤2，对两个全孔径SAR影像进行预处理得到全孔径干涉图；对同一方位向入射角的两个子视影像进行预处理，得到与方位向入射角对应的子视干涉图；

步骤3，对两个子视干涉图，均使用DEM数据并采用差分干涉技术进行去地形处理，然后再去除平地相位和轨道误差相位处理，得到两个如以下公式所示的子视差分干涉图：

式中，α₁和α₂代表两个不同的方位向入射角，φ_diff为子视差分干涉图中的差分干涉相位，△φ_topo为地形误差相位，φ_atmo为对流层延迟误差相位，φ_noise为随机噪声误差相位；